Physique - Chimie Mécanique Principe d'inertie
1
mahajarmpcnd@gmail.Com
Pr. HICHAM MAHAJAR
Deuxième Partie :
Mouvement
Unité 4
Pr. HICHAM
MAHAJAR
مروصقلا أدب
Principe d'inertie
Tronc Commun
Physique - Mécanique
Page :
Une force qui s'exerce sur un corps peut le mettre en mouvement, modifier sa trajectoire
ou / et modifier sa vitesse.
Système isolé : Un système est mécaniquement isolé s'il n'est soumis à aucune force.
Système pseudo-isolé : si les effets des forces auxquelles il est soumis se compensent.
Si
, son mouvement est circulaire. Si
, son mouvement est rectiligne.
Chaque corps a un point spécial et unique appelé centre d’inertie qui se distingue aux
autres points par un mouvement spécial (rectiligne uniforme si le corps est pseudo-isolé).
Dans un référentiel galiléen, tout corps isolé ou pseudo-isolé (
) est
(immobile
ou en mouvement rectiligne uniforme
).
Nous appelons repère Galiléen tous repère dans lequel le principe d’inertie s’applique
en toute rigueur. Et Le principe d’inertie ne peut être vérifié qu’aux repères Galiléen.
le mouvement de centre d’inertie / un repère Galiléen est le mouvement global.
le mouvement des autres points / centre d’inertie est le mouvement spécial.
Le centre de masse est le barycentre de tous les points matériels formant ce système.
Relation barycentrique :
ou
.
est à la fois centre d’inertie, centre de masse, centre de gravité et barycentre du système.
Cocher la réponse exacte.
Donnée : On étudie ces situations dans un
Référentiel galiléen et sur un plan
horizontal lisse (on néglige les frottements).
* On applique deux forces
et
sur un
corps solide tel que
, alors
ce corps est : □ en mouvement □ en repos
□ en mouvement rectiligne uniforme □ autre
* Un corps solide est en mouvement
rectiligne accéléré, alors :
□
□
□ autre
* Sans frottement, On prend un corps
initialement au repos en . On applique sur
ce corps une force
horizontale dirigée
vers la droite. En point , on applique une
force
tel que
.
Alors ce corps est :
□ reste en mouvement vers la droite
□ en mouvement vers la gauche
□ s’arrête en □ autre
Exercice : 1
QCM
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Un solide se déplace sur un rail composé
de trois parties similaires , et .
Le mouvement du centre d’inertie du solide
est rectiligne uniforme de à pour
un référentiel terrestre.
1- Faire l’inventaire des forces appliquées au
solide . Est-ce que le contact se fait sans
frottement ?
2- Décrire (qualitativement) le mouvement
du centre d’inertie du corps sur les
parties et .
3- Calculer le temps nécessaire pour que le
solide parcoure la distance
avec la vitesse .
Un solide est suspendu à un fil vertical.
Il est donc soumis, si on néglige l’action
de l’air, à deux forces verticales :
le
poids et
la tension du fil.
Comparer les valeurs de et
{ } dans les cas
ci-dessous :
a- Le solide est en équilibre (immobile).
b- Il monte à vitesse constante
c- Il descend à vitesse constante
d- Il monte en accélérant
e- Il monte en ralentissant
f- il descend en accélérant
Lorsqu’une balle fait une chute libre dans
l'air, nous remarquons que sa trajectoire est
rectiligne et que sa vitesse augmente.
1- La balle est-elle isolée mécaniquement ?
Justifier la réponse.
Si on laisse la même balle tombe dans un tube
rempli de liquide visqueux, on remarque que
son mouvement est rectiligne uniforme.
2- Faire l’inventaire des forces appliquées à
la balle et montrer que ces forces se
compensent.
On considère une sonde
spatiale dans le vide, loin
de toute planète et étoile.
1- Faire l’inventaire des
forces appliquées à la sonde.
2- Qu'appel-t-on la sonde dans ce cas ?
3- En déduire la nature de son mouvement.
On attache un autoporteur avec un fil non
étirée et l'autre extrémité à un support fixé
sur une table horizontale. Nous envoyons
l’autoporteur sur la table où le fil est reste
tendu et sa vitesse du centre d’inertie reste
constante dans un repère terrestre.
1- Quelle est la nature du mouvement du
centre d’inertie d’autoporteur.
2- Est-ce que les forces appliquées à
l’autoporteur se compensent pendant le
mouvement ? Justifier la réponse.
3- A un certain moment, le fil est coupé.
Est-ce que le mouvement du centre d’inertie
d’autoporteur a changé ? Quelle est sa
nature ? Justifier la réponse .
Exercice : 2
Exercice : 3
Exercice : 4
G
Exercice : 6
Exercice : 5
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Sur la glace d’une patinoire
( ) , on enregistre
le mouvement du centre
d’un palet ()
retenu par un fil fixé en .
1- Décrire le mouvement du centre du palet
représenté sur le chronogramme ci-dessus
(trajectoire et évolution de la vitesse).
2- On admet que le poids du palet et la force
exercée par la glace sur le palet se
compensent. Montrer, en utilisant le principe
d’inertie, qu’il existe au moins une autre
force agissant sur le palet et préciser laquelle.
3- Le poids du palet et la force exercée par
la glace sur le palet se compensent. Si le fil
est coupé, quel sera le mouvement ultérieur
du palet ? Justifier la réponse.
Déterminer la position du centre d’inertie
pour chacune des plaques homogènes :
On donne : Pour un carré : ;
et épissure négligeable.
On considère deux corps sphériques A et B,
leurs masses respectivement et
et la distance entre leurs
centre d’inertie et est
et ils sont
associés à une
liaison solide
dont sa masse
est négligeable.
1- Donner l'expression de la relation
barycentrique qui détermine la position du
le centre d’inertie du groupe pour
le point au milieu du segment .
2- En appliquant cette relation, déterminer la
distance .
Une plaque métallique
homogène d’épaisseur
négligeable a une forme de
trapèze dont les
dimensions sont
indiquées sur la figure.
Déterminer la position du centre d’inertie.
Un cylindre de rayon
est formé
de 2 parties :
* Une partie en bois,
de longueur ;
* Une partie en
alliage, de longueur
.
Déterminer la position
du centre d’inertie de
ce cylindre.
On donne :
Masse volumique du bois : ;
Masse volumique de l’alliage :
Exercice : 10
Exercice : 8
Exercice : 7
Exercice : 9
Exercice : 10
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Une plaque homogène de
masse et
d’épissure négligeable, est
constituée par un carré
de
dont on a retiré le carré
de .
Déterminer la position du centre d’inertie de
la plaque.
Une rondelle d’épissure
négligeable a la forme
d’un disque de centre
et de rayon
évidé suivant le schéma
ci-contre pour lequel
.
1- Déterminer la position du centre d’inertie
de la rondelle évidée.
2- On note la masse de la rondelle évidée.
Quelle masse doit-on placer en afin que
l’ensemble constitué de la rondelle et du point
"massique" ait pour centre d’inertie ?
On assimile la terre et la lune à deux sphères
homogènes dont les centres sont à une
distance moyenne de .
1- Sachant que le rapport des masses MT/ML
est égal à 82, déterminer la position du centre
d’inertie du système .
2- La masse du soleil est , la
distance Terre-soleil est .
Déterminer la position du centre d’inertie du
système
On donne: ;
Un camion
circulant
sur une route
rectiligne et
horizontale,
transporte sur
son plateau
lisse un
morceau de
glace de . Le camion roule
à vitesse constante . Le
morceau de glace reste immobile au milieu
du plateau.
1- Faire l'inventaire des forces qui agissent
sur le morceau de glace.
2- Décrire le mouvement du morceau de
glace dans un référentiel lié au camion.
3- Décrire le mouvement du morceau de
glace dans un référentiel lié à la route.
4- A un instant , le camion a
soudainement changé sa vitesse de
à
, pendant la durée ,
puis il garde plus tard sa vitesse
.
4-1- Pour le camion, est-ce que Le principe
d’inertie vérifier pendant la durée ?
Justifier la réponse .
4-2- Pour le morceau de glace , est-ce que
Le principe d’inertie vérifier pendant la
durée ? Justifier la réponse .
4-3- Trouver la vitesse du morceau de glace
par rapport le camion et leur sens de
mouvement pendant la durée .
4-4- Sachant que le morceau de glace se
trouve à de l'arrière du camion
à l’instant . Le morceau de glace tombe-
t-elle du camion?
Exercice : 13
Exercice : 11
Exercice : 12
Exercice : 14
1
/
4
100%
